问题
解答题
设函数f(x)=x-
(Ⅰ)讨论函数f(x)的单调性. (Ⅱ)若f(x)有两个极值点x1,x2,记过点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2))的直线斜率为k.问:是否存在a,使得k=2-a?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由. |
答案
(I)f(x)定义域为(0,+∞),
f′(x)=1+
-1 x2
=a x
,x2-ax +1 x2
令g(x)=x2-ax+1,△=a2-4,
①当-2≤a≤2时,△≤0,f′(x)≥0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增,
②当a<-2时,△>0,g(x)=0的两根都小于零,在(0,+∞)上,f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增,
③当a>2时,△>0,g(x)=0的两根为x1=
,x2=a- a2-4 2
,a+ a2-4 2
当0<x<x1时,f′(x)>0;当x1<x<x2时,f′(x)<0;当x>x2时,f′(x)>0;
故f(x)分别在(0,x1),(x2,+∞)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减.
(Ⅱ)由(I)知,a>2.
因为f(x1)-f(x2)=(x1-x2)+
-a(lnx1-lnx2),x1-x2 x1x2
所以k=
=1+f(x1)-f(x2) x1-x2
-a1 x1x2
,lnx1-lnx2 x1-x2
又由(I)知,x1x2=1.于是
k=2-a
,lnx1-lnx2 x1-x2
若存在a,使得k=2-a,则
=1,即lnx1-lnx2=x1-x2,lnx1-lnx2 x1-x2
亦即x2-
-2lnx2=0(x2>1) (*)1 x2
再由(I)知,函数h(t)=t-
-2Int在(0,+∞)上单调递增,1 t
而x2>1,
所以x2-
-2Inx2>1-1-2ln1=0,这与(*)式矛盾,1 x2
故不存在a,使得k=2-a.